JP6456087B2 - 形状測定装置および形状測定方法 - Google Patents
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Description
前記プローブを一方向の走査ラインに沿って移動可能に保持したプローブ保持部と、
前記プローブの位置を計測する計測部と、
計測された複数の前記位置のデータを合成したデータに基づいて測定対象物の形状データを算出する演算部と、
を備えた形状測定装置であって、
前記形状測定装置はワークを保持する着脱可能な雇を備えており、
前記雇は、固定部と、前記固定部に対してワークを保持したまま回転し静止できる回転可動部を有し、回転可動部にはワーク保持部と、半径が既知の2つの基準球を持ち、前記2つの基準球は、前記一方向の走査ラインに一部重なる位置であって、前記2つの基準球の中心が、前記一方向の走査ラインに対して回転可動部の回転中心軸に沿った方向にそれぞれ前記赤道半径以内の距離ずらして設けられていることを特徴とする形状測定装置。
以下、本発明にかかる実施形態に関し図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、接触式プローブを主として説明するが、光をワークに照射してその反射光を計測することで形状計測する非接触式の光学式プローブを用いても良い。
形状測定装置は大きく分けて、形状測定装置の本体と本体に対して着脱可能に構成された雇(ヤトイ)からなる。
Q=(A1−A2)×(B1−B2)
と表現できる。回転軸ベクトルQとプローブの走査方向ベクトルP(一方向の走査ライン)は、直交していることが望ましい。したがって後述のように回転軸ベクトルQと、回転軸ベクトルQが本来あるべき基準となる方向ベクトルR(本実施例においてはY軸方向ベクトルと一致)とのなす角度θを算出することで雇の取り付け状態の良否を判定することができる。
その上で、回転軸ベクトルQは、ベクトルA1とベクトルA2の差ベクトル、およびベクトルB1とベクトルB2の差ベクトルの外積に基づいて定めるとよい。
2 回転ステージ
3 Xワークステージ
5 雇取付面
6 本体側雇取付基準
7 本体側雇取付基準
8 Yワークステージ
9 雇側取付基準
10 雇側取付基準
15 Xガイド固定部
16 Xガイド可動部
17 Xリニアモータ固定子
18 雇座面
38 プローブ
39 雇固定部
47 ワーク保持基準
50 ワーク
51 基準球
52 基準球
65 回転中心軸に直交な断面
66 基準球の赤道半径
67 基準球の赤道半径
Claims (7)
- プローブと、
前記プローブを一方向の走査ラインに沿って移動可能に保持したプローブ保持部と、
前記プローブの位置を計測する計測部と、
計測された複数の前記位置のデータを合成したデータに基づいてワークの形状を算出する演算部と、
を備えた形状測定装置であって、
前記形状測定装置は、ワークを保持することができ前記形状測定装置の本体に対して着脱可能な雇を備えており、
前記雇は、固定部と、前記固定部に対してワークを保持したまま回転し静止できる回転可動部を有し、回転可動部にはワーク保持部と、半径が既知の2つの基準球を持ち、前記2つの基準球は、前記一方向の走査ラインに一部重なる位置であって、前記2つの基準球の中心が、前記一方向の走査ラインに対して回転可動部の回転中心軸に沿った方向にそれぞれ前記半径以内の距離ずらして設けられていることを特徴とする形状測定装置。 - 演算部は、算出された前記二つの基準球の形状測定データに基づいて、回転可動部の回転軸の方向を算出し、予め定められた方向ベクトルとのなす角度を算出した上で予め定められた許容値と比較し、前記許容値より前記角度が大きい場合に測定者に知らせる出力部をもつことを特徴とする請求項1に記載の形状測定装置。
- 演算部は、算出された前記二つの基準球の形状測定データに基づいて、回転可動部の回転軸の方向を算出し、基準となる方向ベクトルとのなす角度を算出した上で予め定められた許容値と比較し、前記許容値より前記角度が大きい場合に前記許容値と前記角度の差の値に応じて前記回転可動部を回転させる請求項1に記載の形状測定装置。
- 演算部は、算出された前記二つの基準球の形状測定データに基づいて、回転可動部の回転軸の方向を算出し、基準となる方向ベクトルとのなす角度を算出した上で予め定められた許容値と比較し、前記許容値より前記角度が小さい場合に計測された複数の前記位置のデータを合成したデータに基づいてワークの形状を算出する請求項1に記載の形状測定装置。
- 請求項1から4のいずれか一項記載の形状測定装置を用いた形状測定方法であって、
前記ワーク保持部にワークを保持し、前記雇を形状測定装置に取り付ける工程と、
前記一方向の走査ラインに沿って前記2つの基準球と前記ワークに対して前記プローブを倣い走査するとともに前記プローブの位置を計測することで、前記2つの基準球および前記ワークの第1の形状測定データを得る工程と、
前記雇における前記回転可動部を前記固定部に対して回転させることで前記第1の形状測定データを得た際とは異なる姿勢にて、前記2つの基準球と前記ワークに対して前記プローブを倣い走査するとともに前記プローブの位置を計測することで、前記2つの基準球および前記ワークの第2の形状測定データを得る工程と、
前記2つの基準球における第1および第2の形状測定データに基づいて回転軸ベクトルQを算出し、基準となるベクトルとなす角度が予め定められた許容値の範囲内であるか否か判定する工程と、
前記判定の結果、前記角度が許容値の範囲内であれば前記ワークにおける第1および第2の形状測定データを合成し、前記ワークの形状を算出する工程、
を備えた形状測定方法。 - 前記第1の形状測定データに基づいて算出された前記2つの基準球の中心位置を示す位置ベクトルをそれぞれA1,B1とし、
および第2の形状測定データに基づいて算出された前記2つの基準球の中心位置を示す位置ベクトルをそれぞれA2,B2としたとき、
前記回転軸ベクトルQは、ベクトルA1とベクトルA2の差ベクトル、およびベクトルB1とベクトルB2の差ベクトルの外積に基づいて定める工程を備えたことを特徴とする請求項5記載の形状測定方法。 - 前記予め定められた方向ベクトルは、前記一方向の走査ラインの方向ベクトルあるいは前記一方向の走査ラインの方向と直交する方向のベクトルである請求項2に記載の形状測定装置。
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